Impacts cardiovasculaires de l’emphysème exacerbé sur un modèle de rats adultes élastase-LPS

Abstract

Introduction

Quatrième cause de mortalité, la Bronchopneumopathie Chronique Obstructive (BPCO) présente 2 composantes : obstruction des voies aériennes distales et emphysème (élargissement des espaces aériens distaux dû à une destruction du parenchyme pulmonaire). À cet état chronique s’ajoutent des aggravations des symptômes appelées exacerbations, principalement secondaires à des infections. Les patients BPCO présentent de nombreuses comorbidités, notamment cardiaques, associées à un mauvais pronostic clinique. Notre équipe a développé un modèle animal d’emphysème exacerbé : rats « ELA-LPS », qui développent une insuffisance cardiaque à fraction d’éjection préservée (ICFEP, dysfonction diastolique) 5 semaines après l’exacerbation [1], comme en clinique. Les travaux ici exposés visent à réaliser différents degrés d’emphysème pour déterminer si les impacts cardiovasculaires sont dose-dépendants de l’emphysème.

Méthodes

L’emphysème est induit chez des rats mâles Wistar par instillation hebdomadaire d’élastase (ELA) pendant 4 semaines (doses de 4U, 6U ou 10U). Nous avons ajouté du lipopolysaccharide bactérien (LPS) lors de la dernière instillation pour simuler un stress infectieux et induire une exacerbation de la pathologie. Les rats ELA-LPS sont comparés à un groupe de rats contrôle, sans instillation. Les animaux sont euthanasiés 5 semaines après la dernière instillation.

L’emphysème pulmonaire a été évalué par histologie. Les propriétés cardiovasculaires ont été étudiées in-vivo : tension artérielle à la queue, échocardiographies et épreuves d’effort maximales cardiorespiratoires (VO₂max, pour le retentissement général). L’hypothèse de l’hyperinflation pulmonaire statique a été testée en mesurant in-vivo la pression intrathoracique. La compliance pulmonaire a été mesurée ex-vivo.

Résultats

L’histologie confirme que notre procédure induit un emphysème dose-dépendant de l’élastase. Les rats ELA-LPS présentent une hypertension artérielle et une ICFEP (FEVG préservée, E/E’ augmenté…) corrélée au degré d’emphysème (R² = 0,53, p = 0,0003). Ces anomalies se traduisent par une intolérance à l’effort lors des tests de VO₂max. La mesure de compliance pulmonaire ex-vivo montre des altérations dose-dépendantes. La mesure in-vivo de pression intrathoracique est en cours d’analyse.

Conclusion

Notre procédure induit un emphysème dose-dépendant avec des conséquences vasculaires (hypertension artérielle), cardiaques (dysfonction diastolique dose-dépendante) et générales (intolérance à l’effort). Nous cherchons à présent à expliquer la pathogenèse de l’ICFEP via 2 hypothèses : hyperinflation pulmonaire statique (augmentation de la Capacité Résiduelle Fonctionnelle) et inflammation.